[发明专利]一种生物质纳米材料多孔微球及其制备方法

权利要求书

1.一种生物质纳米材料多孔微球，其特征在于：将表面负载纳米二氧化锰的生物质纳米材料、纳米二氧化钛与海藻酸钠分散于水中形成混合水分散液，配合使用少量表面活性剂，利用发泡技术，获得多孔结构的生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠多孔微球，通过短时间紫外光照再生，可重复利用。

2.制备如权利要求1所述生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠多孔微球的制备方法，其特征在于：

(1)将表面负载有纳米二氧化锰的生物质纳米材料、纳米二氧化钛、海藻酸钠和表面活性剂分散于水中，制备得到生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛、海藻酸钠和表面活性剂混合液；

(2)将步骤(1)所得的混合液快速搅拌，以空气泡为模板，利用发泡技术，制得生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛、海藻酸钠乳液；

(3)将步骤(2)所得生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠乳液滴入含有金属阳离子的水溶液中进行离子交联，制得生物质纳米材料/纳米二氧化锰/二氧化钛/海藻酸钠水凝胶微球；

(4)将步骤(3)所得生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠水凝胶微球干燥处理，获得生物质纳米材料多孔微球。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述负载二氧化锰的生物质纳米材料可选择以下方式中的任意一种制备：

方法一：1)将纸浆加入含有氧化剂和还原剂的弱酸性水溶液中于一定温度下反应一定的时间后离心获得。

其中所述氧化剂为高锰酸锂、高锰酸钠、高锰酸钾、高锰酸铵、高锰酸钙、高锰酸钡、高锰酸锌、高锰酸镁、高锰酸汞、高锰酸镉、高锰酸铷中的一种或多种；所述还原剂为氢化铝锂、氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化钙、氢化亚铜、硼氢化钠、硼氢化钾、亚硫酸钠、亚硫酸铵、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铵、硫酸亚铁、氯化锌、甲酸、草酸、琥珀酸、乙醇、甲醇中的一种或几种；

所述反应温度为30-60℃，反应时间为1-10h，离心转速为3000-10000rpm。

方法二：将生物质纳米材料与高锰酸钾水溶液在碱性条件于一定温度下反应一定的时间后离心获得表面负载纳米二氧化锰的生物质纳米材料；其中所述反应温度为30-60℃，反应时间为1-10h，离心转速为3000-10000rpm。

方法三：将纳米二氧化锰加入生物质纳米材料水悬浮液中搅拌一定时间，利用纳米二氧化锰与生物质纳米材料之间的相互作用实现纳米二氧化锰在生物质纳米材料表面的负载；其中所述生物质纳米材料可以是氧化法、酸解法中的任一种方法制备所得。

所述生物基纳米材料包括：纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶、甲壳素纳米纤维、细菌纤维素中的一种或几种。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述负载在生物质纳米材料上的二氧化锰占生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛三元复合材料总质量的10％-60％；可选地为20％-50％，进一步可选的为30％-40％；所述加入的纳米二氧化钛占生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛三元复合材料总质量的10％-60％；可选地为20％-50％，进一步可选的为30％-40％；

所述生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛与海藻酸钠的质量比1：0.01-20。可选的为1：1-20，1：5-15，1：3-9或1：0.1-2。

和/或，表面活性剂与海藻酸钠的质量比1：100。可选的为1：1-50，1：20-60，1：70-100或1：40-100。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：发泡技术为搅拌发泡、超声发泡中的一种或几种中的一种或几种；

当发泡技术为搅拌发泡时，将生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠混合液倒入搅拌器中，在转速为1000-30000rpm/min下搅拌0.01-2h；

当发泡技术为超声发泡时，将装有生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠混合液的容器放入超声装置中，连续超声处理1-60min,超声处理温度为10-40℃，超声功率为50％-100％，超声频率为50-2000Hz。